I nanosatelliti entreranno presto a far parte dei sistemi di combattimento insieme ai droni
Negli Stati Uniti è stato pubblicato un rapporto con una previsione commerciale per lo sviluppo del mercato mondiale dei satelliti militari. Nel 2012 questo segmento dell'industria spaziale è stato stimato a 11,8 miliardi di dollari e gli autori del rapporto ritengono che crescerà del 3,9% all'anno. E nel 2022 raggiungerà i 17,3 miliardi di dollari.
Va notato che le previsioni a lungo termine nel campo dell'astronautica sono sempre state contraddistinte, per usare un eufemismo, dall'inaffidabilità. Lo sviluppo del settore è fortemente influenzato dalla politica e dall'economia. Spesso, il finanziamento dei progetti dipende dalle ambizioni della leadership del paese. E ancora più spesso - dallo stato dell'economia. In una crisi, iniziano a risparmiare sui programmi più costosi con un ciclo di ritorno a lungo termine. E il modo più semplice per sequestrare è l'oscura spesa per lo spazio.
Ma di recente, un fattore di influenza più forte ha invaso l'astronautica: il rapido cambiamento delle generazioni tecnologiche. Ora non è più possibile allungare la creazione di un veicolo spaziale (AC) per 10-15 anni, che era la norma prima. Durante questo periodo, il dispositivo riesce a diventare obsoleto, senza mai iniziare a funzionare. Una cosa simile è successa con i satelliti per comunicazioni pesanti alla fine del ventesimo secolo. Le linee di comunicazione in fibra ottica, che in breve tempo hanno avviluppato il mondo intero, hanno reso la comunicazione a lunga distanza ampiamente disponibile, economica e affidabile. Di conseguenza, dozzine di transponder satellitari non erano richieste, il che ha comportato gravi perdite.
Il rapido cambiamento delle generazioni tecnologiche ha portato allo sviluppo delle principali tendenze nella progettazione e produzione di veicoli spaziali: miniaturizzazione, modularità ed efficienza. I satelliti stanno diventando più piccoli in termini di dimensioni e peso, richiedono meno energia, nella progettazione e nella produzione vengono utilizzati elementi e assiemi già pronti, il che riduce notevolmente i tempi e i costi di produzione. E il costo del lancio di un satellite leggero è più economico.
Navigazione ovunque
Attualmente, il numero di lanci spaziali nel mondo è molto inferiore a quello degli anni '70 e '80. Ciò è dovuto principalmente a un significativo aumento della capacità di sopravvivenza del veicolo spaziale. La normale vita utile dei satelliti in orbita è di 15-20 anni. Non è più necessario, poiché a quest'ora il satellite diventerà inevitabilmente obsoleto.
Tra i veicoli spaziali militari, la quota di satelliti per comunicazioni è del 52,8%, intelligence e sorveglianza - 28,4%, i satelliti di navigazione occupano il 18,8%. Ma è il settore dei satelliti per la navigazione ad avere una tendenza al rialzo costante.
Attualmente, la costellazione orbitale dei satelliti di navigazione statunitensi del sistema GPS NAVSTAR comprende 31 veicoli spaziali, tutti funzionanti come previsto. Dal 2015 è prevista la sostituzione della costellazione con satelliti di terza generazione nell'ambito dello sviluppo del sistema al livello GPS III. L'US Air Force prevede di acquisire un totale di 32 veicoli spaziali GPS III.
Roskosmos prevede di raggiungere l'accuratezza della determinazione delle coordinate da parte del sistema GLONASS a meno di 10 cm entro il 2020, ha affermato il capo del dipartimento Vladimir Popovkin in una riunione del governo russo, in cui è stato considerato il programma spaziale fino al 2020. “Oggi la precisione di misura è di 2,8 metri, entro il 2015 raggiungeremo 1,4 metri, entro il 2020 di 0,6 metri”, ha affermato il capo di Roscosmos, osservando che “tenendo conto delle integrazioni che sono state attuate oggi, infatti, sarà preciso meno di 10 centimetri. I componenti aggiuntivi sono stazioni di terra per la correzione differenziale del segnale di navigazione. Allo stesso tempo, l'attuale costellazione orbitale GLONASS dovrebbe essere sostituita con veicoli spaziali di prossima generazione, il cui numero sarà aumentato a 30.
L'Unione europea sta creando il suo sistema di navigazione insieme all'Agenzia spaziale europea. È stato pianificato nel 2014-2016 di creare una costellazione di 30 veicoli spaziali - 27 operanti nel sistema e 3 di riserva. A causa della crisi economica, questi piani potrebbero essere rinviati di diversi anni.
Nel 2020, la RPC intende completare la creazione del sistema di navigazione satellitare nazionale Beidou. Il sistema è stato lanciato in esercizio commerciale il 27 dicembre 2012 come sistema di posizionamento regionale, con una costellazione orbitale di 16 satelliti. Ciò ha fornito un segnale di navigazione in Cina e nei paesi vicini. Nel 2020 dovrebbero essere schierati 5 veicoli spaziali in orbita geostazionaria e 30 satelliti al di fuori dell'orbita geostazionaria, che consentiranno di coprire l'intero territorio del pianeta con un segnale di navigazione.
Nel giugno 2013, l'India intende lanciare il primo satellite di navigazione del suo sistema nazionale IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) dall'isola di Sriharikota al largo della costa meridionale dell'Andhra Pradesh. Il lancio in orbita sarà effettuato dal veicolo di lancio indiano PSLV-C22. Il secondo satellite dovrebbe essere lanciato nello spazio entro la fine del 2013. Altri cinque saranno lanciati nel 2014-2015. Verrà così creato un sistema di navigazione satellitare regionale, che copre il subcontinente indiano e altri 1.500 km dai suoi confini con una precisione di 10 m.
Il Giappone è andato per la sua strada, creando il Quasi-Zenith Satellite System (QZSS, "Quasi-Zenith Satellite System") - un sistema per la sincronizzazione dell'ora e la correzione differenziale del segnale di navigazione GPS per il Giappone. Questo sistema satellitare regionale è progettato per ottenere un segnale di posizione di qualità superiore quando si utilizza il GPS. Non funziona separatamente. Il primo satellite Michibiki è stato lanciato in orbita nel 2010. Nei prossimi anni è previsto il ritiro di altri tre. I segnali QZSS copriranno il Giappone e il Pacifico occidentale.
Cellulare in orbita
La microelettronica è forse l'area in più rapida crescita della tecnologia moderna. Samsung Electronics, Apple e Google sono pronti a presentare letteralmente l'orologio-computer "intelligente" nei prossimi mesi. C'è da meravigliarsi se i veicoli spaziali stanno diventando sempre più piccoli? Nuovi materiali e nanotecnologie rendono i dispositivi spaziali più compatti, più leggeri e più efficienti dal punto di vista energetico. Si può ritenere che l'era delle piccole astronavi sia già iniziata. A seconda del loro peso, sono ora suddivisi nelle seguenti categorie: fino a 1 kg - "pico", fino a 10 kg - "nano", fino a 100 kg - "micro", fino a 1000 kg - "mini". Anche 10 anni fa, i microsatelliti del peso di 50-60 kg sembravano essere un risultato eccezionale. Ora la tendenza mondiale sono i nanosatelliti. Più di 80 di loro sono già stati lanciati nello spazio.
Proprio come la produzione e lo sviluppo di veicoli aerei senza equipaggio (UAV) vengono effettuati in molti paesi che prima non pensavano nemmeno alla propria industria aeronautica, così la progettazione di nanosatelliti viene ora eseguita in molte università, laboratori e persino singoli dilettanti. Inoltre, il costo di tali dispositivi, assemblati sulla base di elementi già pronti, risulta estremamente contenuto. A volte la base di un progetto di nanosatellite è un normale telefono cellulare.
Uno smartphone è stato inviato in orbita dall'India, che è stato utilizzato come base per il satellite sperimentale Strand-1 nell'ambito del progetto Sat-Smartphone. Il satellite è stato sviluppato nel Regno Unito congiuntamente dall'Università del Surrey Space Centre (SSC) e dalla Surrey Satellite Technology (SSTL). Il peso del dispositivo è di 4, 3 kg, le dimensioni sono 10x10x30 cm Oltre allo smartphone, il dispositivo contiene il solito set di componenti funzionanti: alimentazione e sistemi di controllo. Nella prima fase, il satellite sarà controllato da un computer di bordo standard, quindi questa funzione sarà completamente assunta da uno smartphone.
Il sistema operativo Android con una serie di applicazioni appositamente progettate consente una serie di esperimenti. L'app iTesa registrerà i valori del campo magnetico mentre il satellite si muove. Utilizzando un'altra applicazione, la fotocamera integrata scatterà immagini che verranno trasmesse per la pubblicazione su Facebook e Twitter. E questa è solo una piccola parte del programma di ricerca. La missione durerà sei mesi. Non è previsto il ritorno sulla Terra. La cosmonautica ha cessato di essere il destino dell'élite.
La conclusione più importante: le tecnologie militari e spaziali non sono più la locomotiva dello sviluppo dell'industria civile. Al contrario, gli sviluppi ad alta intensità di scienza civile consentono lo sviluppo della tecnologia spaziale militare. I ricavi delle società che producono beni di consumo sono molte volte superiori ai ricavi delle società della difesa. I leader mondiali dell'elettronica possono spendere miliardi di dollari in nuovi sviluppi. E la forte concorrenza ci costringe a fare tutto nel più breve tempo possibile.
I nanosatelliti stanno avanzando
Nel 2005, il cosmonauta russo Salizhan Sharipov ha semplicemente lanciato nello spazio il primo nanosatellite russo TNS-1 dalla Stazione Spaziale Internazionale. Il dispositivo del peso di 4,5 kg è stato creato in appena un anno presso il Russian Research Institute of Space Instrumentation utilizzando i soldi dell'azienda. In sostanza, cos'è un satellite? Questo è un dispositivo nello spazio!
L'economico TNS-1 in funzione si è rivelato quasi gratuito. Non aveva bisogno di un centro di controllo missione, enormi antenne per ricetrasmettitori, analisi telemetriche e molto altro. Potrebbe essere controllato usando un laptop, seduto su una panchina. L'esperimento ha dimostrato che con l'aiuto delle comunicazioni mobili e di Internet è possibile controllare un oggetto spaziale. Inoltre, 10 nuovi gruppi di apparecchiature hanno superato i test di progettazione del volo. Se non fosse per il nanosatellite, dovrebbero essere testati come parte dell'attrezzatura di bordo di uno dei futuri veicoli spaziali. E questa è una perdita di tempo e grandi rischi.
TNS-1 è stato un importante passo avanti. Potrebbe trattarsi di creare sistemi spaziali tattici al livello di quasi un comandante di battaglione, come piccoli droni tattici. Un dispositivo economico, assemblato nella configurazione desiderata in pochi giorni e lanciato da un razzo leggero da un aereo da trasporto, potrebbe mostrare al comandante il campo di battaglia, fornire comunicazioni e un sistema di controllo automatizzato per lo scaglione tattico. Tali veicoli spaziali potrebbero essere di grande aiuto durante il conflitto locale in Ossezia del Sud e nel Caucaso settentrionale.
Un altro settore importante è l'eliminazione delle conseguenze dei disastri naturali e dei disastri provocati dall'uomo. E anche il loro avvertimento. I nanosatelliti economici con un periodo di validità di diversi mesi potrebbero mostrare lo stato della situazione del ghiaccio in una regione specifica, tenere traccia degli incendi boschivi e monitorare il livello dell'acqua durante le inondazioni. Per il controllo operativo, i nanosatelliti possono essere lanciati direttamente sul territorio dei disastri naturali al fine di monitorare online i cambiamenti della situazione. E si è scoperto che il Ministero delle situazioni di emergenza RF ha ricevuto immagini spaziali di Krymsk dopo l'alluvione come aiuto di beneficenza dagli Stati Uniti.
In futuro, dovremmo aspettarci l'introduzione di nanosatelliti nei sistemi di combattimento dei principali eserciti del mondo, in primis gli Stati Uniti. Molto probabilmente, non un singolo uso, ma il lancio di piccoli veicoli spaziali in interi sciami, che includeranno satelliti per vari scopi: comunicazioni, ritrasmissione, sondaggi della superficie terrestre in diverse lunghezze d'onda, contromisure elettroniche, designazione del bersaglio, ecc. Ciò amplierà significativamente le possibilità di condurre una guerra senza contatto.
Se la miniaturizzazione risulta essere una delle principali tendenze nello sviluppo dei veicoli spaziali militari, le previsioni di un aumento del mercato dei satelliti militari falliranno. Al contrario, diminuirà in termini monetari. Tuttavia, le società aerospaziali cercheranno di non perdere profitti e rallentare i piccoli concorrenti. In Russia ci è riuscito. I produttori di satelliti pesanti hanno fatto pressioni sul RNII per la strumentazione spaziale per vietare i veicoli spaziali. Solo ora la questione del lancio del nanosatellite TNS-2, che era pronto otto anni fa, è stata nuovamente discussa.
La domanda di veicoli spaziali pesanti ad alta intensità energetica nelle orbite vicine alla Terra continua a diminuire. Inoltre, le apparecchiature di terra degli utenti stanno diventando sempre più sensibili ed economiche.
I satelliti pesanti rimarranno per lo più appannaggio degli scienziati. Telescopi spaziali, apparecchiature di imaging ad alta risoluzione, stazioni automatiche per studi planetari continueranno a essere prodotti e lanciati nell'interesse di tutta l'umanità.
I programmi nazionali si concentreranno su veicoli spaziali più economici adatti alla produzione di massa e all'uso operativo. L'esempio degli UAV, che sono entrati bruscamente nei sistemi di combattimento dei paesi sviluppati, lo convince chiaramente. Letteralmente un decennio è stato sufficiente perché gli UAV da ricognizione d'attacco prendessero il loro posto nell'aeronautica americana e nei suoi alleati. Non c'è dubbio che entro il 2020 l'aspetto dei raggruppamenti orbitali cambierà altrettanto radicalmente. Appariranno sciami di pico e nanosatelliti.
Ora stiamo parlando di femto-satelliti che pesano fino a 100 g Se i computer vengono ridotti alle dimensioni di un orologio da polso, presto appariranno satelliti di dimensioni simili.
